Nghiên cứu xác định nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò sữa lai ¾ HF ở các mức khối lượng khác nhau

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CHĂN NUÔI


LÊ MINH LỊNH


NGHIÊN CỨU XÁC ðỊNH NHU CẦU NĂNG
LƯỢNG CHO DUY TRÌ CỦA BÒ SỮA LAI ¾ HF
Ở CÁC MỨC KHỐI LƯỢNG KHÁC NHAU

Chuyên ngành : DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Mã số : 62 - 62 - 45 - 01


LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1.
PGS.TS. Vũ Chí Cương
2.

TS. Vũ Văn Nội


HÀ NỘI - 2012




i


CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

ADF Xơ không tan trong môi trường a xít (Acid detergent fiber)
BW Khối lượng cơ thể (Body weight)
CP Protein thô (Crude protein)
CF Xơ thô (Crude fiber)
DE Năng lượng tiêu hóa (Digestible energy)
DM Vật chất khô (Dry matter)
EE Mỡ (Ether extract)
FHP Nhiệt sản sinh ở trạng thái trao ñổi ñói (Fasting heat production)
GE Năng lượng thô (Gross energy)
HF Holstein Friesian
HI Nhiệt gia tăng (Heat increatment)
HP Tổng nhiệt sản sinh (Heat production)
KL Khối lượng
ME Năng lượng trao ñổi (Metabolisable energy)
ME
m
Năng lượng trao ñổi cho duy trì (Metabolisable energy for maintain)

NDF Xơ không tan trong môi trường trung tính (Neutral detergent fiber)
NE Năng lượng thuần (Net energy)
NE
m
Năng lượng thuần cho duy trì (Net energy for maintain)
NL Năng lượng
OM Chất hữu cơ (Organic matter)
RE Năng lượng tích luỹ (Retention energy)
RQ Thương số hô hấp (Respiration quotient)
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TðKL Thay ñổi khối lượng
W
0,75
Khối

lượng trao ñổi (Metabolic weight)





ii


MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG I. MỞ ðẦU 1
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI. 1
1.2. MỤC ðÍCH CỦA ðỀ TÀI. 2
CHƯƠNG II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ NGHIÊN CỨU NHU CẦU NĂNG LƯỢNG

CHO DUY TRÌ Ở BÒ SỮA 3
2.1. CÁC HỆ THỐNG ðÁNH GIÁ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG 3
2.1.1. ðịnh nghĩa và ñơn vị ño năng lượng 3
2.1.2. Các dạng năng lượng của thức ăn 4
2.1.3. Phương pháp ño nhiệt lượng và năng lượng tích lũy 6
2.2. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CHO DUY TRÌ 14
2.2.1. Phương pháp tính nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì (NEm) 14
2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến nhu cầu năng lượng cho duy trì 15
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ NHU CẦU NĂNG LƯỢNG TRONG VÀ NGOÀI
NƯỚC 18
2.3.1. Tình hình nghiên cứu về nhu cầu năng lượng ngoài nước 18
2.3.2. Tình hình nghiên cứu về nhu cầu năng lượng trong nước 22
CHƯƠNG III. ƯỚC TÍNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG TRAO ðỔI (MEm) VÀ NĂNG
LƯỢNG THUẦN (NEm) CHO DUY TRÌ CỦA BÒ TƠ LỠ HƯỚNG SỮA LAI 3/4 HF
BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU 25
3.1. ðẶT VẤN ðỀ 25
3.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
3.3. KẾT QUẢ 30
3.3.1. Nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì 30
3.3.2. Nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì 37
3.4. THẢO LUẬN 41
3.5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 45



iii


CHƯƠNG IV. ƯỚC TÍNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY TRÌ (NEm)
CỦA BÒ TƠ LỠ HƯỚNG SỮA VÀ BÒ CẠN SỮA LAI 3/4 HF BẰNG PHƯƠNG PHÁP

ðO NHIỆT LƯỢNG GIÁN TIẾP THÔNG QUA BUỒNG HÔ HẤP (RESPIRATION
CHAMBER) 47
4.1. ðẶT VẤN ðỀ 47
4.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48
4.3. KẾT QUẢ 50
4.3.2. Bò cái cạn sữa không chửa 54
4.4. THẢO LUẬN 58
4.5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 61
CHƯƠNG V. KIỂM TRA NHU CẦU NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY TRÌ (NEm)
CỦA BÒ SỮA LAI 3/4 HF TẠI VIỆT NAM BẰNG CÁC THÍ NGHIỆM NUÔI DƯỠNG
TRONG ðIỀU KIỆN SẢN XUẤT 62
5.1. ðẶT VẤN ðỀ 62
5.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 63
5.3. KẾT QUẢ 66
5.4. THẢO LUẬN 72
5.5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 75
CHƯƠNG VI. HIỆU CHỈNH GIÁ TRỊ NHU CẦU NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY
TRÌ CỦA BÒ CÁI TƠ LỠ LAI 3/4 HF Ở CÁC MỨC KHỐI LƯỢNG KHÁC NHAU BẰNG
THÍ NGHIỆM NUÔI DƯỠNG 76
6.1. ðẶT VẤN ðỀ 76
6.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 76
6.3. KẾT QUẢ 80
6.4. THẢO LUẬN 86
6.5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 88
CHƯƠNG VII. THẢO LUẬN CHUNG 89
CHƯƠNG VIII. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ CHUNG 92
8.1. KẾT LUẬN CHUNG 92

iv


8.2. ðỀ NGHỊ CHUNG 92
NHỮNG CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ðà CÔNG BỐ LIÊN QUAN ðẾN LUẬN ÁN 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM BUỒNG HÔ HẤP 102




v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Tính toán nhiệt sản xuất ra của 1 bê từ các số liệu trao ñổi hô hấp và ni tơ bài tiết
trong nước tiểu 10

Bảng 2.2. Cách tính năng lượng tích lũy và nhiệt lượng của cừu từ thí nghiệm cân bằng ni-tơ
và carbon 12

Bảng 2.3. Ước tính năng lượng tích lũy và nhiệt sản xuất ở gia cầm sử dụng kỹ thuật giết mổ
so sánh 14

Bảng 3.1. Thành phần hóa học của các thức ăn thử nghiệm (% tính theo chất khô) 27

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của phương pháp xác ñịnh ñến GE, DE (MJ/ngày) và hệ số tiêu hóa
năng lượng 30

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của phương pháp xác ñịnh ñến ME và tỷ lệ ME/GE của thức ăn 33

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của phương pháp xác ñịnh ñến GE, DE và ME của thức ăn 34

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của phương pháp xác ñịnh ñến nhu cầu ME cho duy trì 35

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của loại thức ăn ñến NE ăn vào 38

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của loại thức ăn ñến nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì (NE
m
) 38

Bảng 3.8. Giá trị NE (MJ/kg ngày), mật ñộ NE (MJ/gDM) và nhu cầu NE
m
tính theo công
thức của INRA (1989) và ARC (1980) 40

Bảng 3.9. Tóm tắt nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì (ME
m
) ở bò ñang vắt sữa của một
số tác giả sử dụng phương pháp hồi qui và các số liệu trao ñổi nhiệt 42

Bảng 3.10. NE
m
của bò cái sữa cho ăn khẩu phần cơ sở là cỏ khô 44

Bảng 4.1. Lượng O
2
tiêu thụ, CH
4

và CO
2
thải ra (lít/ngày) và tổng FHP (KJ/ngày) theo nhóm
khối lượng (Mean±SE; n = 5 cho mỗi nhóm khối lượng) 51

Bảng 4.2. Lượng O
2
tiêu thụ, CH
4
và CO
2
thải ra (lít/kgW
0,75
) và tổng FHP (KJ/kgW
0,75
) hay
nhu cầu NE cho duy trì theo nhóm khối lượng (Mean±SE; n = 5 cho mỗi nhóm khối lượng) 52

Bảng 4.3. Hệ số chuyển hóa năng lượng trao ñổi sang năng lượng thuần cho duy trì (k
m
) xác
ñịnh trên các nhóm thức ăn khác nhau 52

Bảng 4.4. Lượng O
2
tiêu thụ, CH
4
và CO
2
thải ra và tổng FHP hay nhu cầu năng lượng thuần

cho duy trì tính chung cho các nhóm khối lượng 53




vi


Bảng 4.5. Các phương trình hồi qui giữa lượng CH
4
sản sinh với FHP và giữa FHP với khối
lượng sống và khối lượng trao ñổi 54

Bảng 4.6. Lượng O
2
tiêu thụ, CH
4
và CO
2
thải ra (lít/ngày) và tổng FHP (KJ/ngày) của bò thí
nghiệm theo nhóm khối lượng (Mean ±SE; n = 6 cho mỗi nhóm khối lượng). 55

Bảng 4.7. Lượng O
2
tiêu thụ, CH
4
và CO
2
thải ra (lít/kgW
0,75

) và tổng lượng FHP
(KJ/kgW
0,75
) hay nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì của bò thí nghiệm theo nhóm khối
lượng (Mean ±SE; n = 6 cho mỗi nhóm khối lượng). 56

Bảng 4.8. Lượng O
2
tiêu thụ, CH
4
và CO
2
thải ra và tổng lượng FHP hay nhu cầu năng lượng
thuần cho duy trì của bò thí nghiệm tính chung cho các nhóm khối lượng 56

Bảng 4.9. Các phương trình hồi qui giữa lượng FHP với khối lượng bò thí nghiệm 57

Bảng 4.10. NE
m
của bò cái sữa cho ăn khẩu phần khác nhau công bố từ năm 1997 60

Bảng 5.1. Nhu cầu năng lượng cho mang thai bốn tháng cuối của bò sữa 65

Bảng 5.2. Thành phần hoá học và năng lượng trao ñổi của các loại thức ăn thí nghiệm 67

Bảng 5.4. Nhu cầu năng lượng trao ñổi và năng lượng thuần cho duy trì sữa của bò cái ñang
cho sữa 3/4 HF 68

Bảng 5.5. Chất khô ăn vào (kg/ngày), ME ăn vào (MJ/ngày), khối lượng cơ thể (kg), thay ñổi
khối lượng (kg/ngày), tháng vắt sữa, năng suất sữa tiêu chuẩn (kg), tháng mang thai (tháng)

của bò cái ñang cho sữa lai 3/4 HF theo giai ñoạn cho sữa 69

Bảng 5.6. Nhu cầu năng lượng trao ñổi và năng lượng thuần cho duy trì của bò cái ñang cho
sữa lai 3/4 HF theo giai ñoạn cho sữa 70

Bảng 5.7. Quan hệ giữa năng suất sữa tiêu chuẩn với DM ăn vào, năng lượng ME ăn vào và
thay ñổi khối lượng 71

Bảng 5.8. Tóm tắt nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì (ME
m
) ở bò ñang vắt sữa của một
số tác giả sử dụng phương pháp hồi qui và các số liệu trao ñổi nhiệt 73

Bảng 6.1. Sơ ñồ bố trí thí nghiệm cho mỗi thí nghiệm 77

Bảng 6.2. Thành phần hóa học của cỏ voi cắt tái sinh lúc 40 ngày và cám gạo loại 1 77

Bảng 6.3. Tỷ lệ tiêu hóa của cỏ voi cắt tái sinh lúc 40 ngày và cám gạo loại 1 (%). 77

Bảng 6.4. Giá trị năng lượng của cỏ voi cắt tái sinh lúc 40 ngày và cám gạo loại 1 (Kcal/kg
DM) 78




vii


Bảng 6.5. Nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò cái tơ lỡ 3/4 HF ở mức khối lượng 200 kg 81

Bảng 6.6. Nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò cái tơ lỡ 3/4 HF ở mức khối lượng 250 kg 82

Bảng 6.7. Nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò cái tơ lỡ 3/4 HF ở mức khối lượng 300 kg 83

Bảng 6.8. Tổng hợp nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò cái tơ lỡ 3/4 HF ở 3 mức khối
lượng 200, 250 và 300 kg 84

Bảng 6.9. Các phương trình hồi qui biểu diễn quan hệ giữa nhu cầu năng lượng cho duy trì và
khối lượng trao ñổi W
0,75
85

Bảng 7.1. Giá trị ME
m
(MJ/kg KL), ME
m
(MJ/kgW
0,75
), NE
m
(MJ/kgKL) và NE
m
(MJ/kgW
0,75
) xác ñịnh bằng các phương pháp khác nhau 91

viii


DANH MỤC CÁC SƠ ðỒ VÀ ðỒ THỊ
Trang

Sơ ñồ 2.1. Sự phân chia năng lượng thức ăn ở gia súc 5

ðồ thị 2.1. Phương pháp hiệu số ước tính nhiệt gia tăng của thức ăn 7

ðồ thị 3.1. Hồi qui giữa GE ăn vào (MJ/ngày) xác ñịnh trực tiếp với Bomb calorimeter và ước
tính theo công thức của INRA (1989) 37

ðồ thị 3.2. Hồi qui giữa DE ăn vào (MJ/ngày) xác ñịnh trực tiếp với Bomb calorimeter và ước
tính theo công thức của INRA (1989) 37

ðồ thị 3.3. Hồi qui giữa ME ăn vào (MJ/ngày) xác ñịnh trực tiếp với Bomb calorimeter và
ước tính theo công thức của INRA (1989) 37

ðồ thị 3.4. Hồi qui giữa NE ăn vào (MJ/ngày) ước tính theo INRA (1989) và theo ARC

(1980) 41

ðồ thị 3.5. Hồi qui giữa NE
m
(MJ/kgKL) ước tính theo INRA (1989) và theo ARC (1980) 41

ðồ thị 3.6. Hồi qui giữa NE
m
(MJ/kgW
0,75
) ước tính theo INRA (1989) và 41

theo ARC (1980) 41

ðồ thị 4.1. Quan hệ giữa FHP (KJ/kgW
0,75
) và khối lượng (kg) 58

ðồ thị 4.2. Quan hệ giữa FHP (KJ/kgW
0,75
) và khối lượng trao ñổi 58

ðồ thị 4.3. Quan hệ giữa FHP (KJ/ngày) và khối lượng (kg) 58

ðồ thị 4.4. Quan hệ giữa FHP (KJ/ngày) và khối lượng trao ñổi 58

ðồ thị 6.1. Quan hệ giữa năng lượng trao ñổi cho duy trì và khối lượng trao ñổi W
0,75
85

ðồ thị 6.2. Quan hệ giữa năng lượng thuần cho duy trì và khối lượng trao ñổi W
0,75
85




1


CHƯƠNG I. MỞ ðẦU

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI.
Kinh tế nước ta ñang phát triển liên tục với tốc ñộ cao nên nhu cầu tiêu thụ thực
phẩm ngày càng tăng. Những năm qua, sản lượng lương thực của nước ta không chỉ
ñáp ứng ñủ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn dư ñể xuất khẩu. Tuy nhiên, sản
phẩm chăn nuôi vẫn còn thiếu và phải nhập từ các nước ngoài. Chính vì thế Bộ Nông
nghiệp và PTNT ñã xác ñịnh trong thời gian tới cơ cấu sản xuất nông nghiệp cần
chuyển dịch theo hướng ñẩy mạnh phát triển ngành chăn nuôi và bò sữa là một trong
những ngành nghề ñược chính phủ ñặc biệt quan tâm. Nhờ sự quan tâm này chỉ trong
vài năm, ñàn bò sữa nước ta ñã phát triển nhanh chóng, theo số liệu của Tổng cục
Thống kê ngày 01/10/2010, tổng ñàn bò sữa của cả nước tăng 11,31% so với năm
2009, từ 115.518 con lên 128.583 con, tăng thêm 13.065 con. Cơ cấu giống bò sữa
năm 2005 của cả nước chủ yếu là bò lai HF (90.608 con chiếm 84,65% tổng ñàn, trong
ñó lai 1/2 HF chiếm 24,16%; 3/4 HF chiếm 26,11% và trên 7/8 HF chiếm 34,38%) còn
lại là bò HF thuần chủng (Viện Chăn nuôi, 2006). Tuy nhiên, sự tăng trưởng quá
nhanh ñang làm cho chăn nuôi bò sữa trở nên kém bền vững.
ðể chăn nuôi bò sữa có thể phát triển một cách bền vững thì yếu tố quan trọng
nhất là làm sao ñể chăn nuôi có lãi. Cùng với việc Việt Nam ñã chính thức gia nhập tổ
chức thương mại thế giới (WTO), việc ñảm bảo chăn nuôi bò sữa có lãi ngày càng trở

nên khó khăn khi mà theo cam kết chúng ta sẽ phải giảm dần mức thuế nhập khẩu ñối
các sản phẩm chăn nuôi nói chung và sữa nói riêng. Giá sữa nhập khẩu giảm thấp hơn
sẽ buộc sản lượng sữa sản xuất trong nước phải tăng khả năng cạnh tranh hơn nữa và
một trong những giải pháp quan trọng là làm sao ñể hạ giá thành sản xuất sữa.
Vì thức ăn chiếm tỷ lệ rất cao trong giá thành sản xuất sữa nên chi phí thức ăn
ñóng vai trò quyết ñịnh ñến lợi nhuận của ngành chăn nuôi. Bởi vậy, việc xác ñịnh nhu
cầu năng lượng duy trì cho bò sữa nuôi trong ñiều kiện nhiệt - ẩm cao, thực liệu là
thức ăn bản ñịa có tỷ lệ tiêu hóa và mật ñộ năng lượng thấp là rất cần thiết. Trên cơ sở



2


ñó, việc xây dựng khẩu phần ăn cân ñối và ñảm bảo nhu cầu dinh dưỡng cho bò từ
nguồn thức ăn bản ñịa rẻ tiền sẽ góp phần ñáng kể trong việc hạ thấp giá thành sản
phẩm của ngành chăn nuôi bò sữa ở Việt nam.
Nhu cầu năng lượng cho duy trì và sản xuất của bò sữa phụ thuộc vào rất nhiều
yếu tố như giống, loại thức ăn, môi trường nuôi dưỡng… nên việc sử dụng tiêu chuẩn
ăn của nước ngoài ñể lập khẩu phần cho ñàn bò sữa Việt Nam như hiện nay là chưa
hợp lý, dẫn ñến lãng phí thức ăn làm cho giá thành sản xuất sữa cao. Do ñó việc xây
dựng tiêu chuẩn ăn cho bò sữa nuôi trong ñiều kiện Việt Nam là rất cần thiết, cho phép
chúng ta xây dựng chế ñộ dinh dưỡng phù hợp hơn cho ñàn bò sữa, giúp người chăn
nuôi bò sữa nâng cao hiệu quả nhờ tiết kiệm thức ăn, giảm giá thành sản xuất sữa. ðể
từng bước xây dựng và hoàn thiện tiêu chuẩn ăn cho bò sữa ở Việt Nam chúng tôi tiến
hành ñề tài “Nghiên cứu xác ñịnh nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò sữa lai
3/4 HF ở các mức khối lượng khác nhau”.
1.2. MỤC ðÍCH CỦA ðỀ TÀI.
Xác ñịnh nhu cầu năng lượng trao ñổi và năng lượng thuần cho duy trì của bò
cái tơ lỡ và bò cái cạn sữa không mang thai 3/4 HF ở các mức khối lượng khác nhau

bằng phương pháp ño nhiệt lượng trong buồng hô hấp và bằng các thí nghiệm nuôi
dưỡng trong ñiều kiện sản xuất.














3


CHƯƠNG II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ NGHIÊN CỨU NHU CẦU
NĂNG LƯỢNG CHO DUY TRÌ Ở BÒ SỮA

2.1. CÁC HỆ THỐNG ðÁNH GIÁ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG
2.1.1. ðịnh nghĩa và ñơn vị ño năng lượng
Từ năng lượng bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp và có nghĩa là công việc “in work”
(en ergon). Công việc của tế bào là co bóp tự thân, vận chuyển tích cực các phân tử và
ion, tổng hợp các ñại phân tử từ các phân tử nhỏ bé. Nguồn năng lượng cho các hoạt
ñộng này là năng lượng hóa học dự trữ trong thức ăn gia súc ăn vào. Các cầu nối năng
lượng giữa các nguyên tử hoặc phân tử chính là nguồn năng lượng tiềm năng, nguồn
năng lượng này ñược giải phóng khi các cầu nối trên bị bẻ gãy. Khi các hợp chất hóa

học ñược chuyển từ loại hợp chất có mức năng lượng cao sang các hợp chất có mức
năng lượng thấp, một phần năng lượng ñược giải phóng ñể sử dụng cho các hoạt ñộng
hữu dụng theo công thức:
Năng lượng tự do FE = H - T.S
Ở ñây: H = enthalpy (hàm lượng nhiệt năng trong hệ thống), T = Nhiệt ñộ tuyệt
ñối, S = entropy (ñộ hỗn loạn).
Hiểu biết các quá trình tạo ra năng lượng sinh học là cơ sở khoa học về dinh
dưỡng vì tất cả các quá trình xảy ra trong cơ thể ñộng vật khi thức ăn bị tiêu hóa và
tham gia vào quá trình trao ñổi chất là các quá trình sinh ra hoặc lấy ñi năng lượng.
Năng lượng thường ñược biểu thị là giá trị nhiên liệu của thức ăn gia súc và ñược
tích lũy ở ba nhóm chất dinh dưỡng chính là carbohydrate, protein và mỡ. Việc biểu thị
như vậy cho phép chúng ta xây dựng ñược quan hệ về lượng giữa các chất dinh dưỡng
ăn vào và hiệu quả dinh dưỡng - cơ sở ñể dự ñoán năng suất gia súc.
ðơn vị ño năng lượng ñiện, cơ khí và hóa học là joule (J). Joule cũng có thể
chuyển ñổi thành calorie (cal). Một calorie bằng 4,184 joule và ñược ñịnh nghĩa là
nhiệt cần thiết ñể nâng nhiệt ñộ của 1 g nước từ 16,5 lên 17,5
o
C. Trong thực tế, calorie
quá nhỏ nên người ta thường dùng ñơn vị kilocalorie (kcal) (1 kcal = 1000 cal) và



4


megacalorie (Mcal) (Mcal = 1000 kcal).
2.1.2. Các dạng năng lượng của thức ăn
Khi gia súc thu nạp thức ăn, chỉ một phần năng lượng trong thức ăn ñược tích
lũy và sử dụng cho mục ñích sản xuất, còn một phần bị ñào thải ra ngoài qua phân,
nước tiểu, khí mê tan, nhiệt sản sinh vv… Quá trình ñào thải năng lượng từ thức ăn

sau khi gia súc ăn ñược mô tả trong sơ ñồ 2.1. ðể xác ñịnh phần năng lượng khác nhau
trong quá trình tiêu hóa thức ăn, người ta sử dụng các khái niệm năng lượng thô, năng
lượng tiêu hóa, năng lượng trao ñổi và năng lượng thuần.
2.1.2.1. Năng lượng thô của thức ăn (Gross energy - GE)
Theo Mc Donald và cộng sự (2002), năng lượng thô là tổng lượng năng lượng
hoá học có trong thức ăn khi ñược chuyển hoá thành nhiệt năng. Năng lượng thô
thường ñược xác ñịnh bằng cách ñốt thức ăn trong thiết bị ño bomb calorimeter.
Yếu tố chính quyết ñịnh hàm lượng GE của một chất hữu cơ là mức ñộ oxy hoá
của chúng biểu thị bằng tỷ lệ giữa hydro + carbon và oxy (H + C)/O
2
. Tất cả các loại
carbohydrates có tỷ lệ này giống nhau và bởi vậy chúng có hàm lượng GE như nhau
(khoảng 17,5 MJ/kg chất khô). Chất béo triglyceride ít nguyên tử oxy hơn so với các
phân tử carbohydrates và do ñó có giá trị GE cao hơn (khoảng 39 MJ/kg chất khô).
Giá trị GE của các a xít béo thường khác nhau và phụ thuộc vào chuỗi carbon mạch
dài hay ngắn; các a xít béo mạch ngắn có giá trị GE thấp hơn. Protein có giá trị GE cao
hơn các phân tử carbohydrates, vì trong cấu trúc phân tử thường có chứa các nguyên
tố oxy hoá, nitơ và cũng có thể là lưu huỳnh.
2.1.2.2. Năng lượng tiêu hoá (Digestible energy - DE)
Năng lượng tiêu hoá chính là phần năng lượng thô của một khối lượng ñơn vị
thức ăn trừ ñi phần lượng năng lượng thô trong phân khi gia súc tiêu thụ khối lượng
ñơn vị thức ăn ñó.





5

Sơ ñồ 2.1. Sự phân chia năng lượng thức ăn ở gia súc.

Nguồn:Mc Donald và cs. (2002)
Năng lượng mất ñi ñược thể hiện trong khung bên tay trái

2.1.2.3. Năng lượng trao ñổi (Metabolisable energy - ME)
Năng lượng trao ñổi của thức ăn là năng lượng tiêu hoá trừ ñi phần năng lượng
mất ñi trong nước tiểu và khí methan. Năng lượng trong nước tiểu chủ yếu có trong các
hợp chất chứa nitơ như urea, a xít uric, creatinine Ở gia súc nhai lại, nhiệt lượng khí
sinh ra từ quá trình trao ñổi chất trong dạ cỏ chủ yếu là methan. Lượng nhiệt khí methan
có mối tương quan chặt chẽ với lượng thức ăn ăn vào. Ở mức ăn duy trì, lượng nhiệt khí
methan sản sinh ra khoảng 7 - 9% giá trị GE của thức ăn ăn vào (khoảng 11 - 13% giá
trị năng lượng tiêu hóa) (Mc Donald và cs., 2002) và ở mức ăn vào cao hơn, lượng nhiệt
khí methan giảm xuống còn 6 - 7% giá trị GE của thức ăn ăn vào. Với các loại thức ăn
lên men như bã bia, lượng nhiệt khí methan rất thấp (khoảng 3% giá trị GE ăn vào).
Theo Mc Donald và cs. (2002), khi không thể ño trực tiếp ñược lượng khí methan sản
sinh ra, chúng ta có thể ước tính bằng khoảng 8% của giá trị GE ăn vào. Ở gia súc nhai
Năng lượng thô
energy

Năng lượng tiêu hoá
Năng lượng trao ñổi
Năng lượng thuần
Năng lượng phân
Năng lượng nước tiểu
Năng lượng khí methan
Nhiệt gia tăng

Nhiệt sản sinh

Năng lượng cho
duy trì
Năng lư
ợng cho
sản xuất



6


lại, giá trị ME của thức ăn bằng khoảng 80% giá trị DE. ðiều này có nghĩa là khoảng
20% giá trị DE bị thải ra qua ñường nước tiểu và khí methan.
2.1.2.4. Năng lượng thuần (Net energy - NE)
Năng lượng thuần là năng lượng sẵn có cho gia súc ñể sử dụng vào những mục
ñích như cho duy trì cơ thể và cho sản xuất (năng lượng tích luỹ, RE). Năng lượng thuần
ñược tính bởi năng lượng trao ñổi trừ ñi lượng nhiệt gia tăng. Nhiệt gia tăng (HI) là
tổng nhiệt lượng sản sinh ra ñược sử dụng cho quá trình tiêu hoá, hấp thu và ñồng hoá,
cho quá trình lên men, cho quá trình hình thành và bài tiết chất thải và cho quá trình tạo
thành sản phẩm. Khi gia súc ñược cung cấp thức ăn lý tưởng trong môi trường không
stress, thì phần nhiệt năng ñược dùng cho hoạt ñộng chủ ñộng và cho quá trình ñiều tiết
nhiệt là không ñáng kể và khi ñó HI và nhiệt sản sinh khi trao ñổi ñói (FHP) là hai thành
phần chính cấu thành nên tổng nhiệt lượng sản sinh (HP).
Nếu một gia súc ñói ñược cho ăn, thì trong vòng vài giờ lượng nhiệt gia súc thải
ra sẽ tăng lên trên mức nhiệt lượng sản sinh ra ở trạng thái trao ñổi ñói và lượng nhiệt
này gọi là nhiệt gia tăng.
2.1.3. Phương pháp ño nhiệt lượng và năng lượng tích lũy
Calorimetry có nghĩa là ño nhiệt. Trong thực tế việc ño nhiệt sản sinh ra, hay
nhiệt tích lũy ñược sử dụng ñể tính NE của thức ăn. Nhiệt sản sinh ra bởi gia súc có
thể ño bằng phương pháp vật lý hay phương pháp ño nhiệt trực tiếp. Bên cạnh ñó,

nhiệt sản sinh có thể ñược ước tính từ trao ñổi hô hấp (respiration exchange) của gia
súc. ðể làm việc này người ta phải dùng các buồng trao ñổi hô hấp hay buồng hô hấp
(respiration chamber) và ñây là phương pháp gián tiếp. Buồng hô hấp còn dùng ñể ước
tính năng lượng tích lũy trong các thí nghiệm cân bằng nitơ - carbon.
2.1.3.1. Phương pháp ño nhiệt lượng trực tiếp (Animal Calorimetry)
Gia súc không dự trữ nhiệt, hay nói khác hơn là chúng chỉ giữ nhiệt trong
khoảng thời gian tương ñối ngắn. Một giả thuyết ñưa ra rằng lượng nhiệt mất ñi từ cơ
thể gia súc bằng lượng nhiệt sản sinh ra khi tiến hành ño nhiệt lượng trong khoảng thời
gian 24 giờ hoặc dài hơn thế. ðể xác ñịnh nhiệt gia tăng, gia súc ñược cho ăn ở 2 mức
ME và nhiệt gia tăng ñược ño ở cả hai mức này (ðồ thị 2.1). Sở dĩ phải ño ở hai mức



7


ME ăn vào là vì một phần nhiệt sản xuất ra từ cơ thể gia súc là từ quá trình trao ñổi
chất cơ bản. Tăng lượng thức ăn ăn vào sẽ làm tăng tổng nhiệt lượng, nhưng nhiệt
lượng sinh ra từ quá trình trao ñổi cơ bản vẫn giữ nguyên. Sự tăng về nhiệt lượng này
chính là gia nhiệt của lượng thức ăn ăn vào ñược tăng thêm.
Một ví dụ ñưa ra ở ñồ thị 2.1 cho thấy, thức ăn ñược cho ăn ở 2 mức ME là 40
và 100 MJ. ðể ñơn giản, người ta coi quan hệ giữa nhiệt sản xuất và ME ăn vào là
tuyến tính. Tăng 60 MJ (BD trong hình 1) làm tăng sản xuất nhiệt 24 MJ (CD). Nhiệt
gia tăng như sau: CD/BD hay 24/60 = 0.4
Nhiệt gia tăng chính là sự khác nhau về nhiệt lượng giữa quá trình trao ñổi chất
và quá trình ăn của gia súc.


ðồ thị 2.1. Phương pháp hiệu số ước tính nhiệt gia tăng của thức ăn

Phương pháp ño nhiệt lượng trực tiếp thông qua buồng hô hấp. Hệ thống buồng
hô hấp phải ñược ñiều khiển ở ñiều kiện ñẳng nhiệt nhằm tránh gia súc bị stress và
giảm bớt sự cần thiết hiệu chỉnh nhiệt của nước, không khí và thức ăn cung cấp cho



8


gia súc. Nhiệt lượng khí sinh ra ñược ño bởi thể tích khí lưu thông qua buồng hô hấp
và ñộ ẩm của nó lúc vào và ra. Lượng nhiệt mất ñi ñược hấp thu bởi hệ thống nước
tuần hoàn chạy quanh thành của buồng hô hấp; nhiệt lượng qua buồng hô hấp ñược
tính toán bởi tốc ñộ dòng chảy của nước và sự khác nhau giữa nhiệt ñộ vào và ra của
nước. Vì ño nhiệt lượng trực tiếp ñòi hỏi chi phí cao cho xây dựng và vận hành nên
hiện nay hầu hết các nghiên cứu về trao ñổi nhiệt ñều tiến hành bằng phương pháp
gián tiếp.
2.1.3.2. Phương pháp ño nhiệt lượng gián tiếp (Indirect calorimetry)
Các chất bị oxy hóa trong cơ thể và năng lượng giải phóng ra từ sự oxy hóa sau
ñó chuyển thành nhiệt chủ yếu là ba loại chất cơ bản: carbohydrate, mỡ và protein.
Ví dụ một mol phân tử glucose khi bị oxy hóa hoàn toàn sẽ cần 6 mol phân tử O
2

và giải phóng ra 6 mol phân tử nước, 6 mol phân tử CO
2
và 2,82 MJ (phương trình 1).


Phản ứng oxy hóa mỡ (phương trình 2), ví dụ tripalmitin như sau:

Một mol phân tử O
2
chiếm thể tích 22,4 lít ở ñiều kiện nhiệt ñộ và áp suất tiêu
chuẩn. Như vậy một gia súc thu ñược năng lượng từ oxy hoá glucose sẽ sản xuất 2820
KJ/6x 22,4 = 20,98 KJ nhiệt. Với một hỗn hợp carbohydrate giá trị trung bình là 21,12
KJ/lít. Những giá trị này ñược gọi là ñương lượng nhiệt của O
2
và ñược sử dụng trong
việc ước tính nhiệt sản sinh ra từ lượng O
2
tiêu thụ. Khi chất bị oxy hóa là mỡ thì
ñương lượng nhiệt của O
2
là 19,61 KJ/lít.
Gia súc thông thường không chỉ thu năng lượng từ mỡ hoặc carbohydrate riêng
lẻ. Chúng oxy hóa hỗn hợp mỡ, carbohydrate (và cả protein), vì vậy có thể áp dụng
ñương lượng nhiệt thích hợp khi chuyển lượng O
2
tiêu thụ thành năng lượng nhiệt cần
phải biết bao nhiêu O
2
ñược sử dụng cho mỗi chất dinh dưỡng. Một tỷ lệ ñã ñược tính
toán là thương số hô hấp (RQ). ðây là tỷ lệ giữa thể tích CO
2
mà cơ thể gia súc tạo ra
và thể tích O
2
ñã sử dụng. Bởi vì trong cùng một ñiều kiện nhiệt ñộ và áp suất, một thể
C
6

H
12
O
6
+ 6O
2


6CO
2
+ 6H
2
O + 2,82 MJ
(1)

C
3
H
5
(
O
OC.C
15
H
31
)
+
72,5
O
2

51CO
2
+ 49(H
2
O)
3
+ 32,02 MJ
(2)




9


tích không khí cố ñịnh có chứa một lượng phân tử cố ñịnh, RQ có thể xác ñịnh ñược từ
số lượng phân tử CO
2
mà cơ thể gia súc tạo ra và thể tích O
2
ñã sử dụng. Từ phương
trình 1, RQ cho carbohydrate là 6CO
2
/6O
2
= 1. Từ phương trình 2, RQ cho mỡ
(tripalmitin) là 51CO
2

/72,5O
2
= 0,70. Nếu RQ ñã ñược biết, tỷ lệ carbohydrate và mỡ
bị oxy hóa có thể xác ñịnh ñược từ một bảng tính sẵn. Ví dụ: RQ = 0,9 chứng tỏ ñã
oxy hóa một hỗn hợp 67,5% carbohydrate và 32,5% mỡ và ñương lượng nhiệt của O
2

cho hỗn hợp này là 20,6 KJ/lít. Các hỗn hợp bị oxy hóa thường gồm cả protein. Số
lượng protein bị dị hóa có thể ñược ước tính từ lượng nitơ trong nước tiểu. Thông
thường, mỗi g protein khi bị phân giải sẽ có 0,16 g nitơ bài tiết trong nước tiểu. Nhiệt
năng khi ñốt cháy protein (có nghĩa là nhiệt năng sản xuất ra khi protein bị oxy hóa)
hoàn toàn phụ thuộc vào tỷ lệ axit amin của protein nhưng bình quân là 22,2 KJ/g. Tuy
vậy, protein không bị oxy hóa hoàn toàn trong cơ thể gia súc và cơ thể không oxy hóa
ñược nitơ và nhiệt lượng sản xuất ra khi dị hóa 1 g protein chỉ là 18 KJ. Mỗi g protein
bị oxy hóa tạo ra 0,77 lít CO
2
và dùng hết 0,96 lít O
2
và do ñó RQ = 0,8.
Nhiệt ñược sản sinh ra trong cơ thể gia súc không chỉ do quá trình oxy hoá các
chất hữu cơ mà còn từ các quá trình tổng hợp các thành phần của mô bào. Lượng nhiệt
sản sinh ra từ quá trình tổng hợp này có mối liên hệ mật thiết với quá trình hô hấp vì
nhiệt ñược tạo ra khi các chất dinh dưỡng ñã bị oxy hoá hoàn toàn.
Quan hệ giữa trao ñổi hô hấp và quá trình sản nhiệt bị thay ñổi nếu oxy hoá
carbohydrate và mỡ không hoàn toàn. Quá trình này xảy ra ở các trường hợp rối loạn trao
ñổi chất ví dụ: Ketosis xẩy ra khi a xit béo không bị oxy hoá hoàn toàn thành CO
2
và H
2
O

và carbon và hydro rời khỏi cơ thể dưới dạng các thể keton hay các chất giống keton. Oxy
hoá không hoàn toàn cũng xuất hiện trong các ñiều kiện bình thường ở gia súc nhai lại và
một trong những sản phẩm cuối cùng của lên men carbohydrate là khí CH
4
. Trong thực tế
lượng nhiệt sản sinh ước tính từ trao ñổi hô hấp ñược hiệu chỉnh cho yếu tố này bằng cách
trừ ñi 2,42 KJ cho một lit CH
4
sinh ra.
Với các quá trình liên quan chặt chẽ như miêu tả ở trên, tổng lượng nhiệt sản
sinh từ gia súc nhai lại thường ñược ước tính từ lượng khí O
2
tiêu thụ, khí CO
2
và CH
4

sản sinh ra và N bài tiết trong nước tiểu theo phương trình của Brouwer (1965):



10


HP = 16,18 VO
2
+ 5,16 VCO
2
- 5,90 N - 2,42 CH
4

(3).
Trong ñó: HP là nhiệt sản sinh ra (KJ)
VO
2
: thể tích O
2
tiêu thụ (lít)
VCO
2
: thể tích CO
2
thải ra (lít)
N: lượng nitơ bài tiết trong nước tiểu (g)
CH
4
: thể tích khí metan ñược sinh ra (lít).
Bảng 2.1. Tính toán nhiệt sản xuất ra của 1 bê từ các số liệu trao ñổi hô hấp và ni tơ bài
tiết trong nước tiểu.
Kết quả của thí nghiệm (24 h)
O
2
tiêu thụ (lít)
392,0

CO
2
tạo ra (lít) 310,7

Ni tơ bài tiết trong nước tiểu (g) 14,8

Nhiệt sản xuất ra từ trao ñổi protein

Protein bị oxy hoá (g) (14,8 x 6,25) 92,5

Nhiệt sản xuất ra (KJ) (92,5 x 18) 1665

O
2
tiêu thụ (lít)
(92,5 x 0,96) 88,8

CO
2
tạo ra (lít) (92,5 x 0,77) 71,2

Nhiệt sản xuất ra từ trao ñổi carbanhydrate và mỡ

O
2
sử dụng (lít)
(392 - 88,8) 303,2

CO
2
tạo ra (lít) (310 - 71,2) 239,5

Hệ số hô hấp cho các chất không phải protein 0,79

ðương lượng nhiệt của
O

2
khi RQ = 0,79 KJ/lít
20,0

Nhiệt sản xuất ra (KJ) (303,2 x 20,0) 6064

Tổng số nhiệt sản xuất ra (KJ) (1655 + 6064) 7729

Nguồn: Blaxter, Graham, và Rook (1955) trích dẫn từ Mc Donald và cs. (2002)
Trong một vài tình huống, HP phải ước tính từ một yếu tố duy nhất là lượng O
2

tiêu thụ. Nếu RQ là 0,82, ñương lượng nhiệt của O
2
là 20, từ RQ này (0,7 - 1,0) sẽ tạo
ra một ñộ lệch < 3,5% khi ước tính HP. Về trao ñổi của protein chúng ta có thể ñơn
giản hóa ñược. ðương lượng nhiệt của O
2
sử dụng ñể oxy hóa protein là 18,8 KJ/lít,
không khác nhiều so với giá trị 20 KJ/lít oxy hóa carbohydrate và mỡ. Nếu chỉ có một



11


phần nhỏ nhiệt sinh ra từ oxy hóa protein thì không cần thiết phải tính toán riêng và
cũng không cần phải xác ñịnh lượng nitơ trong nước tiểu.
Ví dụ về tính toán nhiệt sản xuất ra từ trao ñổi hô hấp ñược trình bày ở Bảng
2.1. Nếu phương trình Brouwer (phương trình 3) ñược áp dụng ñối với số liệu trao ñổi

hô hấp ở bảng này, nhiệt sản xuất ra sẽ bằng 7858 KJ.
Thiết bị thường ñược dùng ñể xác ñịnh gián tiếp nhiệt sản sinh ở gia súc là
buồng hô hấp. Có nhiều loại buồng hô hấp khác nhau hiện ñang ñược sử dụng (xem
hình dưới). Loại buồng hiện ñại nhất hiện nay là hệ thống buồng mở. Không khí ñi qua
buồng với tốc ñộ có thể ño ñạc ñược và mẫu không khí ñược lấy và phân tích tự ñộng.
Như vậy, CO
2
, CH
4
thải ra và O
2
tiêu thụ có thể ñược xác ñịnh một cách chính xác
bằng các thiết bị ño.

2.1.3.3. Phương pháp ño năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật cân bằng carbon-nitơ
Trong nghiên cứu năng lượng ở buồng hô hấp, nhiệt lượng sản sinh ñược ước
tính và năng lượng tích lũy ñược xác ñịnh bởi sự khác nhau giữa năng lượng trao ñổi
ăn vào và nhiệt sản sinh ra. Tuy nhiên vẫn có một phương pháp khác có thể ước tính
ñược năng lượng tích lũy và nhiệt lượng.
Ở gia súc sinh trưởng và vỗ béo, các dạng năng lượng ñược dự trữ chủ yếu ở
dạng protein và mỡ, còn năng lượng dự trữ dưới dạng carbohydrate trong cơ thể gia súc



12


rất nhỏ và tương ñối ổn ñịnh. Lượng protein và mỡ dự trữ trong cơ thể có thể ñược ước
tính bằng cách tiến hành thí nghiệm cân bằng nitơ và carbon. Phương pháp này ño sự
khác nhau giữa lượng nguyên tố nitơ và carbon tổng hợp và thải ra khỏi cơ thể, và sự

khác nhau này chính là lượng tích lũy của các nguyên tố nói trên. Năng lượng tích lũy
ñược tính bằng cách nhân lượng dinh dưỡng tích lũy với giá trị năng lượng của chúng.
Bảng 2.2. Cách tính năng lượng tích lũy và nhiệt lượng của cừu từ thí nghiệm cân bằng
ni-tơ và carbon
Kết quả của thí nghiệm (trong 24 giờ)

C (g) N (g) Năng lượng (MJ)
Ăn vào 684,5 41,67 28,41
Bài tiết qua phân 279,3 13,96 11,47
Bài tiết qua nước tiểu 33,6 25,41 1,50
Bài tiết qua khí methan 20,3 - 1,49
Bài tiết qua khí CO
2
278,0 - -
Cân bằng 73,3 -
ME ăn vào - - 13.95
Protein và mỡ dự trữ
Protein dự trữ, g 2,3 x 6,25 14,4
C dự trữ dạng protein, g 14,4 x 0,512 7,4
C dự trữ dạng mỡ, g 73,3 – 7,4 65,9
Mỡ dự trữ, g 65,9 ÷ 0,746 88,3
Năng lượng tích lũy và nhiệt lượng
NL dự trữ dạng protein, MJ 14,4 x 23,6 0,34
NL dự trữ dạng mỡ, MJ 88,3 x 39,3 3,47
Tổng năng lượng tích lũy, MJ 0,34 + 3,47 3,81
Nhiệt lượng, MJ 13,95 - 3,81 10,14
Nguồn: Blaxter và Graham (1955) trích dẫn từ Mc Donald và cs. (2002)
Cả nitơ và carbon vào cơ thể từ thức ăn và nitơ bài tiết khỏi cơ thể qua phân và
nước tiểu còn carbon bài tiết khỏi cơ thể dưới dạng methan và CO
2

. Chính vì vậy, thí
nghiệm cân bằng này phải ñược tiến hành thông qua buồng trao ñổi chất. Ở gia súc,
lượng nitơ và carbon ăn vào luôn lớn hơn lượng bài tiết và như vậy có thể nói ñây là



13


thí nghiệm cân bằng dương về 2 nguyên tố nói trên. ðối với protein dự trữ, 1 kg
protein chứa 160 g N (g Protein = g N x 6,25) và 512 g C. Carbon có trong mỡ là 746
g C/kg. Giá trị năng lượng của protein và mỡ khác nhau ở mỗi loài gia súc. Theo Mc
Donald và cs. (2002), ñối với bò và cừu, giá trị năng lượng của protein là 23,6 MJ/kg
và của mỡ là 39,3 MJ/kg. Một ví dụ về cách tích năng lượng tích lũy và nhiệt lượng
ñược minh họa ở Bảng 2.2.
2.1.3.4. ðo năng lượng tích lũy bằng phương pháp giết mổ so sánh (Comparative
Slaughter Technique)
Việc xác ñịnh năng lượng tích lũy và nhiệt lượng thông qua buồng hô hấp ñòi
hỏi nhiều trang thiết bị phức tạp và lại chỉ tiến hành triển khai trên số ít gia súc. Do
vậy các nhà nghiên cứu dinh dưỡng gia súc trên thế giới ñã phát triển các kỹ thuật
khác ñể ño năng lượng tích lũy. Ở nhiều thí nghiệm nuôi dưỡng, lượng năng lượng tiêu
hóa và trao ñổi ăn vào có thể ño với ñộ chính xác cao, nhưng năng lượng tích lũy chỉ
có thể ước tính từ sự thay ñổi khối lượng cơ thể của gia súc. Tuy nhiên, sự thay ñổi
khối lượng không cho ước tính chính xác về năng lượng tích lũy, do: thứ nhất, sự thay
ñổi khối lượng cơ thể không ñại diện cho sự thay ñổi dịch ñường tiêu hóa và bàng
quang (bóng ñái); thứ hai, giá trị năng lượng dự trữ trong mô thay ñổi rất lớn và tùy
thuộc vào tỷ lệ giữa xương, cơ và mỡ. ðối với năng lượng dự trữ trong trứng và sữa
thì dễ dàng hơn vì gần như không biến ñộng lớn và dễ ño ñạc.
Năng lượng tích lũy có thể xác ñịnh trong thí nghiệm thức ăn, nếu như nhiệt
lượng của gia súc ñược ước tính tại thời ñiểm bắt ñầu và kết thúc thí nghiệm. Ở phương

pháp mổ gia súc so sánh, gia súc ñược chia thành 2 nhóm và giết mổ 1 nhóm (nhóm
mẫu giết mổ) tại thời ñiểm bắt ñầu thí nghiệm. Các mẫu mô của cơ thể ñược thu thập và
nghiền nhỏ ngay sau khi mổ khảo sát và sau ñó giá trị năng lượng thô của các mẫu này
ñược xác ñịnh bằng bomb calorimeter. Trên cơ sở ñó, mối tương quan giữa khối lượng
cơ thể và giá trị năng lượng ñược thiết lập và mối tương quan này ñược sử dụng ñể ước
tính giá trị năng lượng trong cơ thể lúc bắt ñầu thí nghiệm của nhóm gia súc thứ 2. Vào
lúc kết thúc thí nghiệm, nhóm gia súc thứ 2 sẽ ñược giết mổ giống như nhóm mẫu giết
mổ, và năng lượng dự trữ tăng lên sau thời gian thí nghiệm ñược tính toán.



14


Bảng 2.3. Ước tính năng lượng tích lũy và nhiệt sản xuất ở gia cầm sử dụng kỹ thuật giết
mổ so sánh

Nguồn: Fuller và cs. (1983)
trích dẫn từ Mc Donald và cs. (2002)

2.2. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CHO DUY TRÌ
2.2.1. Phương pháp tính nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì (NEm)
Nhu cầu NE
m
trong các hệ thống năng lượng ñược sử dụng hiện nay tại Châu
Âu và Bắc Mỹ ñược tính toán trên cơ sở các số liệu của các thí nghiệm ño nhiệt lượng
trong buồng hô hấp. Trong hệ thống ME của ARC, NE
m
ñược tính toán dựa trên các số
liệu về nhiệt sản xuất ở trạng thái trao ñổi ñói (FHP) cộng với năng lượng thải ra qua

nước tiểu ở trạng thái ñói (Fasting Urinary Energy Output - FUEO) ở bò ñực thiến
chuyên dụng thịt và bò sữa không chửa cho ăn hạn chế một thời gian dài (thường là ở
mức duy trì).
Với cách tiếp cận này ARC (1980) thấy có quan hệ phi tuyến tính giữa trao ñổi
ñói (Fasting Metabolism - FM) với khối lượng sống (Live weight - LW) như sau: FM
= 0,53 x (LW/1,08)
0,67
. Giá trị FM tính ñược cộng thêm phần chi phí năng lượng cho
các hoạt ñộng (0,0091 x LW) ñược gọi là NE
m
, hiện ñang sử dụng tại Vương quốc
Anh (AFRC, 1990). Với cách tiếp cận này của ARC, thì trao ñổi cơ bản FM = khoảng
0,30 MJ/kgW
0,75
ñối với bò cái trưởng thành (hay NE
m
gần bằng 0,35 nếu ñưa thêm cả
phần chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng). Nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì
(Metabolisable energy for maintain, ME
m
) ñược tính bằng NE
m
chia cho hiệu suất sử
dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì k
m
(k
m
= 0,35 x ME/GE + 0,53).

15


Một cách tính khác ñể xác ñịnh NE
m
là ước tính NE
m
bằng các thuật toán hồi
qui tìm quan hệ giữa ME ăn vào, nhiệt sản xuất ra từ sữa trong ñiều kiện hiệu chỉnh ñể
cân bằng năng lượng bằng không ở bò sữa cho ăn khẩu phần ñáp ứng các mức sản xuất
khác nhau. Sử dụng phương pháp trên, từ rất nhiều bộ số liệu ño trao ñổi nhiệt các nhà
nghiên cứu (Moe và cs., 1972; Van Es, 1978) ñã cho thấy giá trị NE
m
tương ứng là
0,305 và 0,293 MJ/kgW
0,75
. Giá trị NE
m
= 0,305 MJ/kgW
0,75
là giá trị ñược sử dụng
trong hệ thống NE của NRC tại Bắc Mỹ. Ở hệ thống này giá trị trên ñược cộng thêm
10% chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng {0,305 + (0,305/100 x 10)} (NRC, 1988).
Giá trị NE
m
= 0,293 MJ/kgW
0,75
là giá trị ñược sử dụng hệ thống NE của Châu Âu: Hà
Lan, Pháp, ðức, Thụy Sỹ. Tại Hà Lan giá trị này không cộng thêm 10% chi phí năng

lượng cho các hoạt ñộng (Van Es, 1978), trong khi ñó tại Pháp giá trị này ñược cộng
thêm 10% chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng (INRA, 1989): {0,293 + (0,293/100 x
10)} ñối với bò sữa nuôi không cột buộc cố ñịnh trong chuồng.
Sử dụng các số liệu trao ñổi ñói ñể xác ñịnh NE có thể có các hạn chế nào ñó.
Người ta cho rằng ñói sau một thời gian dài cho ăn hạn chế có thể dẫn ñến quá trình
khử amin các axit amin từ protein của mô bào ñể cung cấp glucose cho cơ thể gia súc
(Chowdhury và Orskov, 1994). Quá trình này có thể tạo ra các rối loạn trao ñổi chất ở
gia súc như giảm glucose huyết (hypoglycaemia), tăng mỡ huyết (hyperlipidaemia),
tăng cetone huyết (hyperketonaemia) và giảm insulin huyết (hypoinsulinaemia). Tuy
vậy, trao ñổi năng lượng ở trạng thái duy trì thu ñược từ các thí nghiệm trao ñổi ñói là
0,30 MJ/kgW
0,75
(ARC, 1980) tương ñương với giá trị tính ñược từ phương pháp hồi
qui giữa ME ăn vào, nhiệt sản xuất ra từ sữa trong ñiều kiện hiệu chỉnh ñể cân bằng
năng lượng bằng không ở bò sữa cho ăn khẩu phần ñáp ứng các mức sản xuất khác
nhau (0,305 và 0,293 MJ/kgW
0,75
) (Moe và cs., 1972; Van Es, 1975). Như vậy, trao
ñổi ñói không ảnh hưởng lớn ñến sản xuất nhiệt ở gia súc.
2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến nhu cầu năng lượng cho duy trì
2.2.2.1. Thể trạng
Trong tất cả các hệ thống năng lượng ñược sử dụng gần ñây, nhu cầu năng
lượng cho duy trì thường tính trên khối lượng cơ thể của gia súc. Tuy nhiên, nhiều



16


nghiên cứu cho rằng tốc ñộ trao ñổi chất cho duy trì phụ thuộc vào lượng nạc trong cơ

thể nhiều hơn là khối lượng cơ thể nói chung. Noblet và cs. (1998) báo cáo rằng lượng
nhiệt sinh ra từ quá trình trao ñổi ñói trên một ñơn vị mỡ thấp hơn trên một ñơn vị nạc
ở các giống lợn khác nhau. Trong khi kết quả ñạt ñược nói trên có thể ñược giải thích
là do sự khác nhau giữa các giống lợn, thì Pullar và Webster (1974) ñã ñưa ra một kết
quả tương tự trong cùng một giống chuột. Mặt khác, với cùng một lượng thức ăn ăn
vào, tổng nhiệt lượng sinh ra (MJ/ngày) từ lượng mỡ và nạc ở chuột là như nhau mặc
dù lượng mỡ cơ thể khác nhau giữa các cá thể có cùng lượng nạc như nhau (Ramsey
và cs., 1998). Nghiên cứu về năng lượng trao ñổi cho duy trì ở chuột Zucker của Pullar
và Webster (1977) và ở cừu của Toutain và cs. (1977) ñã cho thấy ME duy trì ñối với
gia súc cho nạc cao hơn ñối với gia súc cho mỡ.
Một số nghiên cứu về quá trình trao ñổi ñói ở bò (Hostein-Friesian) cạn sữa và
không mang thai ñã ñược tiến hành và củng cố ñược những kết quả nói trên. Gia súc
ñược vỗ béo khi ñiểm thể trạng dưới 2 hoặc trên 4,5 (Mulvanny, 1977), hoặc cho ăn
hạn chế sẽ thay ñổi ñiểm thể trạng. Bò sữa có ñiểm thể trạng thấp cho tỷ lệ nạc
(protein) cao hơn ở bò sữa có ñiểm thể trạng cao. Sự khác nhau này có thể dẫn ñến
nhiệt lượng sản sinh trong quá trình trao ñổi ñói (MJ/kgW
0,75
) ở bò có ñiểm thể trạng
thấp cao hơn ở bò có ñiểm thể trạng cao, bởi vì giá trị năng lượng cho protein duy trì
cao hơn so với mỡ. Theo Agnew và Yan (2000), nhiệt lượng trao ñổi ñói (MJ/kgW
0,75
)
có mối tương quan chặt chẽ với ñiểm thể trạng (từ 1 ñến 5) (R
2
= 0,83, n = 28), ñiều
này nói lên rằng nhiệt lượng trao ñổi ñói của gia súc có ñiểm thể trạng 1 là 0,483
MJ/kgW
0,75
và cứ tăng ñiểm thể trạng lên 1 ñơn vị thì nhiệt lượng trao ñổi ñói giảm ñi
0,029 MJ/kgW

0,75
.
Lượng protein trong cơ thể gia súc sống không thể xác ñịnh ñược chính xác.
Bởi vậy, một số kỹ thuật hiện ñại ñược sử dụng nhằm ước ñoán gián tiếp lượng nạc và
mỡ trong cơ thể. Ví dụ, kỹ thuật siêu âm ñược sử dụng ñể ño ñộ dày mỡ lưng của gia
súc (Ferris và cs., 1999). Lượng protein trong cơ thể cũng có thể ñược ước ñoán từ
phương pháp giết mổ gia súc.